机械效率讲义

机械效率讲义1、公式①必须要做的这部分功叫做有用功；虽然不需要，但又不得不做的那部分功叫额外功或无用功；两者的总和叫总功。W总=W有用＋W额外%100总有用WW②对于滑轮组而言的公式运用（不可直接用）：nFGFshGWW物物总有用η③对于斜面而言的推导公式（拓展，不要求）：FLhGWW物总有用η2、特点①η永远小于1（因为永远有摩擦，所以永远有额外功）②不同条件下，同一机械的η可能不同.③斜面坡度越陡，η越大，与G物无关.3、改变η：提升减少减少用轻质材料制动滑轮减少加润滑剂额动WG②f①例1：机械效率越高，表示（）A.做的功越多B.做功的本领越大C.越省力D.有用功与总功的比值越大例2：如图所示，建筑工人用滑轮提升重320牛的泥袋。滑轮重20牛，不计摩擦与绳重。在拉力的作用下，物体以0.1米/秒的速度匀速上升，则建筑工人的拉力为__________牛。在10秒内建筑工人所做的功为__________焦耳。例3：如图5所示的动滑轮，把重400N的物体匀速提高2m，所用的拉力为250N，则这个动滑轮的机械效率是（）A.62.5％B.80％C.53.5％D.20％例4：杭州市政府投巨资于民生工程，对背街小巷实施景观改造。施工中，一建筑工人用滑轮组提升重为220N的泥桶，动滑轮重为20N，不计摩擦及绳重（如右图所示）。若工人在5s内将泥桶匀速提高2m.求：（1）工人使用滑轮组时做的有用功为焦。（2）工人拉绳子的力为牛；拉力的功率为瓦。（3）滑轮组的机械效率为例5：用如图所示的滑轮组将重2540牛的物体提高1.7m,若不计摩擦，也不考虑滑轮和绳重，求：（1）绳端的拉力F为多少大？（2）绳子自由端移动多少米？（3）若考虑各种阻力，则须在绳子自由端施加800牛的力，求滑轮组机械效率为多少？例6：重为500N的物体与地面间的摩擦力是150N，为使物体匀速移动，必须在绳端加以60N的水平拉力，则滑轮组的机械效率约为__________．若物体移动速度为0.2m/s，则1min内拉力做的功是__________J想一想：一辆汽车不小心开进了泥潭中，司机取来一套滑轮组欲将汽车从泥潭中拉出，如图10所示。若车重为8×l04N，汽车受到的阻力为车重的0.03倍，滑轮组的机械效率为80％，问：（1）该司机至少需用多大的力才能将汽车从泥潭中拉出?（2）若拉动汽车时，汽车前进的速度为0.1m／s，则司机做功的功率是多少？AF《机械效率》练习题一、填空题1．一台起重机将3600N的货物提高4m，如果额外功是9600N，起重机做的有用功是_____________，总功是___________，机械效率是___________。2．利用一个动滑轮将重70N的物体匀速提高6m，设动滑轮重10N，绳重和摩擦不计，则利用动滑轮所做的额外功是_____________，总功是___________，这个滑轮组的机械效率是___________。3．如图1所示，物重40N，滑轮重10N，用力F匀速向上提起重物时，拉力F的大小为_________，滑轮组的机械效率是___________。（绳重和摩擦不计）4．某机械的机械效率为80%，使用它做400J的有用功，需同时做_________J的额外功。5．如图2是测定滑轮组的机械效率的实验装置，除了图中器材外，还需要___________和___________；除钩码重外，还要测出的数据有___________、____________、__________；弹簧测力计的拉力方向应__________，钩码应___________上升；将图中钩码减少一个，则滑轮组的机械效率将__________。6．如图3所示，物体A的质量是100kg，在力F的作用下物体以0．5m/s的速度沿水平方向匀速前进。若A与水平面间的摩擦力为物重的1/2，滑轮组的机械效率为80%，则5s内拉力的有用功是______J，拉力F是______N。（g取10N/kg）7．用图4所示的滑轮组甲和乙，提起同样重的物体时甲滑轮组的机械效率为η甲，乙滑轮组的机械效率为η乙，则可判定η甲______η乙；如果用乙滑轮组第一次提起重G1的重物，机械效率为η1，第二次提起重为G2的重物（G1G2），机械效率为η2，则可判定η1______η2。（不考虑绳重和摩擦的影响，且动滑轮的重力相等）二、选择题1．分别用杠杆、斜面和滑轮组将同一物体举升相同高度，做的有用功（）A．杠杆最多B．斜面最多C．滑轮组最多D．一样多2．若把一个定滑轮改成动滑轮使用，除了可以省力外，还（）A．可以省功B．提高了机械效率C．机械效率不变D．降低了机械效率3．如图5所示，用甲、乙两个滑轮组来提相同重物G，甲图中两个动滑轮共重5N，乙图中一个动滑轮重3N，不计摩擦和绳重，则两个滑轮组的机械效率（）A．甲比乙大B．甲比乙小C．一样大D．以上三种情况都可能4．如图6所示，用两个滑轮组提升货物，所用的动力之比为F1：F2=4：3，被提升货物的重力之比为G1：G2=1：2，则两个滑轮组的机械效率之比为（）A．4：3B．3：8C．3：4D．1：35．如图7所示的两个滑轮组分别把重力相等的两个物体提升相同的高度，所用的拉力F1=F2，比较两拉力所做的功W1．W2及两滑轮组的机械效率η1．η2，则有（）A．W1W2，η1η2B．W1W2，η1η2C．W1=W2，η1=η2D．W1W2，η1η26．用两个定滑轮和两个动滑轮组成一个滑轮组，（动滑轮的重力不能忽略）用此滑轮组提起重力为200N的物体，如果提起物体所需要的力是50N，则此滑轮组的机械效率为（）A．60%B．65%C．80%D．85%7．用相同的定滑轮和动滑轮，组成甲、乙两个滑轮组，如图8所示，用它们来提升同一重物，甲滑轮组将重物举高1m，乙滑轮组将重物举高2m，在不计绳重和摩擦的条件下，下列说法正确的是（）A．甲滑轮组拉力大，机械效率低B．乙滑轮组省力，所以它的机械效率高C．乙滑轮组将重物举得高。所以它的机械效率高D．乙滑轮组做的有用功多，但甲、乙机械效率相等三、作图和实验题（每空1分，2题4分，共13分）测定滑轮组的机械效率。选用的滑轮每个重0．6N，每个钩码重2N，弹簧测力计的最大量程为2．5N。现挂3个钩码：1．要完成此实验最少需_______个定滑轮，______个动滑轮。2．在方框中画出实验装置图。3．绳子自由端的拉力至少为_______N。4．在实验中_______拉动绳子时，弹簧测力计示数为2．5N，钩码升高10cm，则有用功为_______J，总功为______J，机械效率为_______。5．在实验中若被提升的物体重力一定，则适当_________（填“增加”或“减小”）动滑轮个数，就越省力。滑轮组的机械效率就越_____。四、计算题（1题6分，2题6分，共12分）1．某建筑工地的工人利用滑轮组把一车砖匀速拉到5m高的楼上，共做有用功1．5×104J：（1）这车砖重多少牛？（2）如果滑轮组的机械效率是60%，要用200N的力把车拉上去，绳子要拉下多少米？2．方芳用一杠杆把重1000N的重物从地面匀速提升到二楼阳台上，她设计的杠杆动力臂与阻力臂之比为4：1，假定在提升过程中其力臂比不变，则在理想情况下，用多大的力就可达到目的？实际上她用300N的力才把重物提起，则此杠杆在提升过程中的机械效率约为多大？（提示：动力臂与阻力臂之比为4：1，则动力移动距离与阻力移动距离之比就是4：1。）3．用图1所示装置提升重为900牛的物体A，加在绳自由端的拉力大小为400牛时恰好可以使物体匀速上升．求：（1）求此时滑轮组的机械效率；（2）若不计绳重和摩擦，求动滑轮的重；（3）若提升的重物改为1200牛，此时滑轮组的机械效率又为多少？（4）在（3）问中需要在绳自由端加多大的拉力才能将物体匀速拉起？4．用图3所示滑轮组拉着一重为100牛的物体A沿水平面做匀速运动，所用拉力F的大小为40牛．（1）不计轮和绳的重力以及摩擦，求：物体A所受的摩擦力．（2）若滑轮组的机械效率为80%，求：物体A所受的摩擦力．5．如图4用40牛的拉力使物体匀速上升，不计绳重和摩擦，整个装置的机械效率为75%．求：（1）物体和动滑轮的重各是多少？（2）若绳能承受的最大拉力为50牛，此装置的机械效率最大可提高到多少？6．如图5，用滑轮组拉着重为600牛的物体沿水平方向向右匀速移动了8米，拉力F做的功为1280焦，（不计绳重和摩擦）求：（1）拉力的大小；（2）若动滑轮重为12牛，机械效率为多少？